一种基于无人机自动化平台的无人机调度方法技术

一种基于无人机自动化平台的无人机调度方法，其特征在于：所述的基于无人机自动化平台的无人机调度方法，若干个无人机平台通过其上的无线通信设备组成室外无人机现场局域网，无人机利用其上的无线通信设备做为客户端接入该局域网，一台计算机也通过其上的无线通信设备作为监控服务器接入该局域网，无人机、无人机平台和监控服务器三者之间可互相通信。本发明专利技术的优点：使民用无人机依靠它自身与生俱来的优势，在社会中很多行业和应用中发挥其独特的优势，例如自然灾害搜救、林地防火、农业植保、矿山勘探、测绘、电力和河道巡检等等，得到广泛使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于无人机平台的无人机集群飞行的调度方法，一种基于无人机自动化平台的无人机调度方法。
技术介绍
民用无人机依靠它自身与生俱来的优势，已经在社会中很多行业和应用中发挥了其独特的优势，例如自然灾害搜救、林地防火、农业植保、矿山勘探、测绘、电力和河道巡检等等，都已出现无人机的身影并获得了一定程度的成功。但是，民用无人机的技术发展仍然略显不足，例如续航时间短等缺陷导致民用无人机在应用中存在如下不足：操作人员需携带无人机前往现场。操作人员现场使用遥控器或手机或平板电脑或手提式地面站进行操控。也就是说无人机在工作之前，一定要有至少一个人携带无人机赶往现场进行操控和维护。无大规模无线网络覆盖。虽然无人机在飞行时，并不需要操作人员的过多干预，但无人机采集到的实时数据和其自身坐标是仍是需要掌握的。无大规模网络覆盖时，操作人员就必须处于无人机的无线信号覆盖范围内，使操作人员实时获得这些信息，这些信息的进一步处理就需要现场操作人员带回办公室才能够进行，这导致产生的不敏感数据不能即时地全社会共享，而且第三方不能做到实时监控，暗藏监管硬伤和漏洞。一次充电飞行制空时间短，只有30-40分钟，电能剩余到一半就须要返航，实际执勤时间也不过20分钟而已，如若未能返航就得就地降落等待人工前往处理，整体利用率偏低。无人机执勤现场需2-3人维护：充换电池，完成任务后需随身携带无人机，导致高效的产品用低效的操作方法来使用，使整体效率并未得到显著提高。
技术实现思路
相关名词解释：乘降站：具有组成无线网络能力的无人机自动化平台，若干个此种自动化平台组成无人机现场局域网，后文称乘降站。监控服务器：这是一台个人电脑或工作站服务器，通过其上的网络设备接入无人机现场局域网。无人机基本数据：所处地理坐标、海拔高度、飞行速度、对地高度、大气压、指南针方向。无人机数据交换：监控服务器通过接入局域网与无人机进行数据交换。数据交换是双向的，一方面服务器向无人机发送机动控制指令(升起、下降、飞行姿态、和飞行计划，设定起飞节点、路径节点、路径层级和目的节点，另一方面，服务器获取无人机基本数据。乘降站基本数据：各个功能模块运行数据、报警信息。乘降站数据交换：监控服务器通过接入局域网与乘降站进行数据交换。数据交换是双向的，一方面，当有新的飞行计划要执行时，监控服务器也把飞行计划发送至起飞节点和目的节点，另一方面，监控服务器获取乘降站的状态数据，包括站内各个模块的运行状态以及乘降站的地理坐标。无人机：通过其上的网络设备接入现场局域网的无人机，具备自动飞行模式和手动遥控飞行模式，在自动模式时，无人机可自主按照预定飞行计划飞行，在手动模式时，操作人员通过监控服务器对无人机进行直接的遥控操作。待命无人机：已经收到飞行计划数据，但暂时未起飞的无人机。执勤无人机：已经从起飞节点起飞而且仍在按飞行路径飞行的无人机。自由无人机：飞行模式被切换为手动模式，并由操作人员通过监控服务器直接操控的无人机。失控无人机：失去了监控服务器的控制，也不能被操作人员通过监控服务器直接遥控的无人机。起飞节点：收到飞行计划并将要放飞无人机的乘降站。目的节点：收到飞行计划并将要接收无人机降落的乘降站。飞行路径：是执勤无人机所应当依照的飞行计划航线和飞行计划高度。路径层级：以距离地面的高度为基准，每上升3米提高一个级别，例如，0米：0级路径；3米：1级路径；6米：2级路径；9米：3级路径，以此类推。路径节点：在飞行计划内，飞行路径的方向或者路径层级发生变化的地理坐标。路径交点：具有相同路径层级的但不同飞行方向的交点的地理坐标。机动空域：以路径交点处为圆心，直径5米范围内的圆形垂直区域，并且在该区域内有2架至3架执勤无人机正在以相同飞行计划高度并沿各自的飞行路径飞行。相互干涉的无人机：处于同一个机动空域中有可能相撞的无人机。机动空域出入口：机动空域边界与飞行路径的交点，进入机动空域的路径交点为机动空域入口，离开机动空域的路径为机动空域出口。降落空域：以目的节点为圆心，直径5米范围内的圆形垂直区域。机动高度I：在机动空域内，比执勤无人机预定飞行路径高度高3米但方向不变的临时飞行高度机动高度II：在机动空域内，比执勤无人机预定飞行路径高度低3米但方向不变的临时飞行高度。在机动空域内，包含3个飞行高度，分别是预定飞行高度、机动高度I和机动高度II。本专利技术的目的是为了实现民用无人机的大范围使用，特提供了一种基于无人机自动化平台的无人机调度方法。本专利技术提供了一种基于无人机自动化平台的无人机调度方法，其特征在于：所述的基于无人机自动化平台的无人机调度方法，若干个无人机平台通过其上的无线通信设备组成室外无人机现场局域网，无人机利用其上的无线通信设备做为客户端接入该局域网，一台计算机也通过其上的无线通信设备作为监控服务器接入该局域网，无人机、无人机平台和监控服务器三者之间可互相通信。飞行计划表是由用户在监控服务器上编排的，规定无人机飞行行为、起飞节点的动作和目的节点的动作的数据表；飞行计划编排完毕后，监控服务器将飞行计划表拆分为三类计划表，分别为：无人机飞行计划、起飞节点动作计划、目的节点动作计划；其中，操作人员编排完飞行计划表后，由监控服务器随机生一个32位16进制表示的飞行计划识别码，用于区分网络中各自不同的无人机飞行计划；无人机飞行计划数据：路径层级、路径节点数量和坐标、飞行速度；起飞节点动作计划数据：打开舱盖、断开无人机与乘降站的电气连接、释放乘降锁，打开或关闭引导灯；目的节点动作计划数据：打开舱盖、关闭舱盖与否、是否需要充电或换电池；调度方法：监控服务器通过乘降站数据交换，实时获取乘降站基本数据，在地图上描点并标识为乘降站，并且实时监控乘降站各个模块的运行，对故障和报警信息进行报警和设备维护提示；监控服务器通过无人机数据交换实时获取无人机的基本数据，结合无人机的飞行计划，在地图软件上绘制无人机点、飞行路径及方向，如满足机动空域的定义，则划分为机动空域，为执勤无人机发送机动指令提供依据；乘降站放飞无人机：操作人员在监控服务器上编排好飞行计划以后，飞行计划数据表就被拆分为三个计划内容分别发送给无人机、起飞节点和目的节点；监控服务器向起飞节点发送“开始”信号，依照起飞节点动作计划依次执行计划内的动作，完成后，起飞节点将“准备好”信号发送给监控服务器；沿指定路径飞行：监控服务器从起飞节点处收到“准备好”信号后，将“开始”信号发送给无人机，无人机随即按预定飞行计划并自主飞行；监控服务器通过无人机数据交换随时获知无人机飞行的基本数据；监控服务器通过每架执勤无人机的基本数据，实时预计和判断是否将在路径交点上产生机动空域，如若产生，则立即划分机动空域，准备对无人机发出机动控制指令；到达机动空域入口：如若预计即将有2或3架执勤无人机以相同的飞行高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机自动化平台的无人机调度方法，其特征在于：所述的基于无人机自动化平台的无人机调度方法，若干个无人机平台通过其上的无线通信设备组成室外无人机现场局域网，无人机利用其上的无线通信设备做为客户端接入该局域网，一台计算机也通过其上的无线通信设备作为监控服务器接入该局域网，无人机、无人机平台和监控服务器三者之间可互相通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机自动化平台的无人机调度方法，其特征在于：
所述的基于无人机自动化平台的无人机调度方法，若干个无人机平台
通过其上的无线通信设备组成室外无人机现场局域网，无人机利用其
上的无线通信设备做为客户端接入该局域网，一台计算机也通过其上
的无线通信设备作为监控服务器接入该局域网，无人机、无人机平台
和监控服务器三者之间可互相通信。
2.按照权利要求1所述的基于无人机自动化平台的无人机调度
方法，其特征在于：
飞行计划表是由用户在监控服务器上编排的，规定无人机飞行行
为、起飞节点的动作和目的节点的动作的数据表；飞行计划编排完毕
后，监控服务器将飞行计划表拆分为三类计划表，分别为：无人机飞
行计划、起飞节点动作计划、目的节点动作计划；其中，操作人员编
排完飞行计划表后，由监控服务器随机生一个32位16进制表示的飞
行计划识别码，用于区分网络中各自不同的无人机飞行计划；
无人机飞行计划数据：路径层级、路径节点数量和坐标、飞行速
度；
起飞节点动作计划数据：打开舱盖、断开无人机与乘降站的电气
连接、释放乘降锁，打开或关闭引导灯；
目的节点动作计划数据：打开舱盖、关闭舱盖与否、是否需要充
电或换电池；
调度方法：监控服务器通过乘降站数据交换，实时获取乘降站基

\t本数据，在地图上描点并标识为乘降站，并且实时监控乘降站各个模
块的运行，对故障和报警信息进行报警和设备维护提示；
监控服务器通过无人机数据交换实时获取无人机的基本数据，结
合无人机的飞行计划，在地图软件上绘制无人机点、飞行路径及方向，
如满足机动空域的定义，则划分为机动空域，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子滨，姚呈呈，佟祺赟，丁万鑫，邓雯雯，
申请(专利权)人：赵子滨，
类型：发明
国别省市：辽宁;21